求教一个差分比例放大电路的计算和仿真

鸠摩智 · 发表于 2014-9-9 20:28:13

本帖最后由鸠摩智于 2014-9-9 20:29 编辑

哎，模拟全部给回老师了

，连基本的运放设计都不会了，厚着脸皮上论坛求助，希望大家帮忙计算或者仿真一下。

最近在做一个高侧电流采样的电路，电路如图所示：

运放是12V单电源供电的LM324，原意是采样电阻R1对24V5A左右的电源进行采样，经过差分放大75倍后把电流值送给ADC。
哪位熟悉的兄弟帮忙分析计算一下，这个方法是否有问题？
如果能够帮忙搞个仿真文件就更感谢了。

zqy517 · 发表于 2014-9-9 20:40:28

以上提到的的电路没有办法实现哈，共模电压已经高于运放的了，LM358/LM324这样难以满足哈！

foxcase · 发表于 2014-9-9 21:48:24

一语道破啊电阻倒过来就可以了

kickdown · 发表于 2014-9-9 22:38:09

foxcase 发表于 2014-9-9 21:48
一语道破啊电阻倒过来就可以了

他如果非要做高侧电流采样，倒过来就不是了

鸠摩智 · 发表于 2014-9-9 22:42:45

谢谢三位的热心解答
曾经考虑过共模电压的问题，没有想明白
如果在R1两端先进行分压，使得共模电压低于12V是否可行？
或者是否有其他更简单的方法？

鸠摩智 · 发表于 2014-9-9 22:43:43

有没有人能够帮忙仿真一个，想确认一下共模电压的影响

鸠摩智 · 发表于 2014-9-10 08:48:30

有没有人帮忙提供一个更好的思路，貌似这个电路不可行

yigang · 发表于 2014-9-10 09:10:27

本帖最后由 yigang 于 2014-9-10 09:12 编辑

R5改成330OHM，电路可以用。

ddz123abcdef · 发表于 2014-9-10 09:17:38

yigang 发表于 2014-9-10 09:10
R5改成330OHM，电路可以用。

同相端的电压是没超过，
但反相端的电压超过了。
？？？

yigang · 发表于 2014-9-10 09:21:12

V+ = V-

VO = 6V + 0.004 * I

0.004 采样电阻阻值

powerplj · 发表于 2014-9-10 09:40:17

zqy517 发表于 2014-9-9 20:40
以上提到的的电路没有办法实现哈，共模电压已经高于运放的了，LM358/LM324这样难以满足哈！ ...

这个是对的

summarize · 发表于 2014-9-10 10:09:42

yigang 发表于 2014-9-10 09:21
V+ = V-

VO = 6V + 0.004 * I

I=5A,

dV=0.004*5=20mV.

如果是10位ADC,设参考电压Vref=5V,则5V/1024 ~= 5mV.

20mV/5mV=4,即5A电流,最小只能分辨出5/4=1.25A,太粗糙了.

summarize · 发表于 2014-9-10 10:15:12

kickdown 发表于 2014-9-9 22:38
他如果非要做高侧电流采样，倒过来就不是了

高侧电流采样,LM358电源就直接采样24V不就OK了.

apad · 发表于 2014-9-10 10:16:12

358这个样只能采低侧端的，楼主你这个还要选个输入共模电压高点的差分放大器。

yigang · 发表于 2014-9-10 10:25:25

summarize 发表于 2014-9-10 10:09
I=5A,

dV=0.004*5=20mV.

运放是要放大的。
分流器主要是考虑功率，可以改变分流器的阻值。

apad · 发表于 2014-9-10 10:33:04

仿真结果。

apad · 发表于 2014-9-10 10:37:42

仿真结果跟理论计算差很多了，选个高共模输入电压的差动放大器吧。

foxcase · 发表于 2014-9-10 11:00:52

仿真的东西理想化要不硬件工程师又要失业很多了

青龙 · 发表于 2014-9-10 11:10:51

嘿嘿，顶一下顶一下

鸠摩智 · 发表于 2014-9-10 11:32:40

summarize 发表于 2014-9-10 10:09
I=5A,

dV=0.004*5=20mV.

这个计算有误吧，20mV放大75倍之后是1.5V送到ADC，不是20mV，所以想用个差分放大电路
精度不需要太高，按照我的设想，ADC量程是3.3V，12位ADC舍弃2位还有10位，测量精度还有5mV以内，转换成电流精度已经很高了。

mobile02 · 发表于 2014-9-10 11:36:19

你先了解单电源运放与正负电源运放有何差异

鸠摩智 · 发表于 2014-9-10 11:37:02

apad 发表于 2014-9-10 10:37
仿真结果跟理论计算差很多了，选个高共模输入电压的差动放大器吧。

谢谢，我也简单仿真了一下，感觉结果和理论差太多了
按照datasheet，LM358输入共模电压时VCC-1.5，那么输入共模电压24V已经远超出了，那么输出的结果就不能按照简单的Uo=R5/R3*(U1-U2)来计算了，所有我对仿真结果是怀疑的。

鸠摩智 · 发表于 2014-9-10 11:38:24

mobile02 发表于 2014-9-10 11:36
你先了解单电源运放与正负电源运放有何差异

这与单电源双电源无关吧
我觉得是输入共模电压超出的问题

summarize · 发表于 2014-9-10 11:41:56

鸠摩智发表于 2014-9-10 11:32
这个计算有误吧，20mV放大75倍之后是1.5V送到ADC，不是20mV，所以想用个差分放大电路
精度不需要太高，按 ...

这个是根据8L的参数来计算的,不是你的电路参数.请细看

idle · 发表于 2014-9-10 13:27:05

理论分析已经不对了，仿真也没什么意义了。有很多电源电压到36V的运放干嘛不用，价钱也不贵

kickdown · 发表于 2014-9-11 17:05:17

假如楼主的实际参数就是这个样子，目的是在电流5A左右，采样电阻4m欧，放大75倍，出来的电压是1.4V左右的话
1、将运放的电源与24V的电源隔离开来，可以满足要求
2、如果不隔离，即使LM324/358接到了24V上面，也无法满足要求，因为同相输入端电压都超过23.5V了，超过输入共模极限了。要想使用，将LM324的供电提升到27~30V也可以
3、最终输出电压1.4V偏低，小于常见AD的输入范围，如果你后级又放大，或者电流实际采样还要更高的值，也可

kickdown · 发表于 2014-9-11 17:08:49

本帖最后由 kickdown 于 2014-9-11 17:12 编辑

你自己也得分析一下，你这种放大使用，有没有我衰减使用时，对电阻误差过于敏感的问题。
参考http://www.amobbs.com/thread-5533588-1-1.html
http://www.amobbs.com/thread-5531696-1-1.html

求教一个差分比例放大电路的计算和仿真

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